[发明专利]高转矩密度电机

说明书

技术领域

本发明大体涉及电机，且具体而言，涉及高转矩密度的电机。

背景技术

诸如马达和发电机之类的电机通常能够以高速传送高转矩和大功率。然而，有些应用在低速下要求高转矩和大功率。通常，在较低速度下传输更高转矩的电机较为昂贵。作为备选，低速下的高转矩可以通过结合用于减速的机械传动来获得。然而，有些不期望的因素如附加成本、噪声以及机械磨损和撕裂导致需要对这些机械设备进行持续地润滑和保养。

磁性齿轮与其机械的对应构件相比具有明显的益处。这些益处包括驱动轴上的精确位置控制、极低速度下的更高转矩以及输入轴和输出轴之间的不需物理接触，在此仅列出了一些。然而，磁性传动是相对复杂的设计，且提供相对低的转矩密度。

近年来，有人提出了使用稀土永磁体的行星状磁性齿轮装置，这导致在内转子和外转子之间良好的转矩传输能力。然而，这样的系统需要额外的固定绕组，导致结构复杂。

因此，期望提供一种解决上述事项的高转矩密度的电机。

发明内容

根据本发明的实施例，提供了一种电机。该电机包括转子，该转子包括具有多个内转子极的内转子以及具有多个外转子极的外转子。电机还包括构造成用以调整磁通以及向内转子和外转子传输转矩的定子，该定子包括同心地置于内转子和外转子之间的定子芯；设置在多个定子槽中的多个定子绕组，该定子绕组构造成用以形成多个定子极。定子还包括置于多个定子槽之间的多个定子齿，其中，定子齿数量的两倍与定子极数量的算术和或者算术差等于转子极的数量。

根据另一个实施例，提供了一种电机。该电机包括定子，该定子包括具有多个内定子极的内定子以及具有多个外定子极的外定子。电机还包括定子芯，该定子芯包括置于多个定子槽之间并限定内定子和外定子的多个定子齿。该定子芯构造成用以调整磁通和传输转矩，以及多个定子绕组设置在多个定子槽中，该多个定子绕组构造成用以形成多个定子极。电机还包括转子，该转子包括：同心地置于内定子和外定子之间的转子芯以及设置在转子芯的内表面和转子芯的外表面上的多个转子极；其中，转子极的数量等于定子齿数量的两倍与定子极数量的算术和或算术差。

根据另一个实施例，提供了一种电机。电机包括具有多个转子极的至少一对转子以及具有多个定子齿的至少一个定子，该多个定子齿在其间限定多个定子槽。定子芯还沿轴向置于该至少一对转子之间，以及多个定子绕组设置在多个定子槽中，该定子绕组构造成用以形成多个定子极；其中，定子齿数量的两倍与定子极数量的算术和或算术差等于转子极数量的算术和。

根据另一个实施例，提供了一种电机。电机包括具有多个定子极的至少一对定子，该至少一对定子包括绕着多个定子齿设置的多个定子绕组，该定子绕组构造成用以形成多个定子极。电机还包括转子，该转子包括沿轴向置于该至少一对定子之间的至少一个转子芯以及设置在转子芯任一侧上的多个转子极；其中，转子极数量的算术和等于定子齿数量的两倍与定子极数量的算术和或算术差。

根据另一个实施例，提供了一种电机。电机包括转子，该转子包括：转子芯，以及沿径向嵌在转子芯内以形成多个转子极的多个永磁体。电机还包括定子，该定子包括同心地设置在转子之外的定子芯以及包括在其间限定多个定子槽的多个定子齿；其中，定子齿数量的两倍与定子极数量的算术和或算术差等于转子极的数量。

附图说明

当参考附图并阅读以下详细描述时，可更好地理解本发明的这些和其它的特征、方面以及优点，在所有附图中，相似的符号代表相似的部件，附图中：

图1是采用磁性传动的机电能量转换系统的示意图；

图2是电机的横截面示意图，该电机具有指示径向磁链的转子-定子-转子布置且被构造成用以作为根据本技术一个方面的双边式(double-sided)电机来运行；

图3是图2中的电机的另一横截面示意图；

图4是电机的横截面示意图，该电机具有指示径向磁链的转子-定子-转子布置且被构造成用以作为根据本技术一个方面的磁性齿轮来运行；

图5是图4中的电机的另一横截面示意图；

图6是轴向电机的横截面示意图，该轴向电机具有转子-定子-转子布置且被构造成用以作为根据本技术一个方面的磁性齿轮来运行；

图7是图6所示的轴向电机的另一横截面示意图；

图8是图6中所示轴向电机的另一横截面示意图，该轴向电机具有指示定子中周向磁通的转子-定子-转子布置；